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1、 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。第1页/共45页硅元素硅元素(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量第2页/共45页第一节第一节 无机非金属材料的主角_硅硅第3页/共45页第4页/共45页从原子结构角度认识硅共同点：既不易失去电子，也不易得到电子，主要形成四价化合物。CSiCO2 H2CO3 Na2CO3 CaCO3SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3第5页/共45页不同点：碳在自然界中有单质存在，硅则与氧化合，不同点：碳在自然界中有单质存在，硅则与氧化合，只有化合态（二氧化硅、硅酸盐）只有化合态（二氧化硅、硅酸盐）结论
2、：碳化学性质比硅稳定，硅有结论：碳化学性质比硅稳定，硅有亲氧性亲氧性；碳-统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素。硅统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。第6页/共45页资料卡片:在25和101kPa的条件下,由单质生成1molCO2时放热393.5kJ;而在同样条件下,生成1molSiO2时放热910.9kJ。放热越多,其生成物通常越稳定,可见SiO2比CO2更容易生成,而且更稳定。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以硅主要以SiOSiO2 2及硅酸盐及硅酸盐形式存在。形式存在。思考：阅
3、读资料卡片，比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？第7页/共45页讨论：阅读课本P74-75页试画出由硅石开始的树状分类图。硅石结晶形（石英）无定形（硅藻土）水晶玛瑙一、二氧化硅(silicon dioxide)第8页/共45页水水 晶晶第9页/共45页玛玛 瑙瑙第10页/共45页光导纤维光导纤维第11页/共45页现代通信用现代通信用光缆光缆光光学学纤纤维维胃胃镜镜用用光光导导纤纤维维做做无无开开刀刀手手术术光导纤维手术头灯光导纤维光导纤维第12页/共45页石英坩埚石英坩埚第13页/共45页二氧化硅的用途二氧化硅的用途制晶体硅石英坩埚光导纤维石英手表玻璃仪器耐磨器皿SiO2精密仪器轴承第1
4、4页/共45页一、二氧化硅(silicon dioxide)请根据SiO2的存在和应用思考:水晶水晶玛瑙玛瑙 二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何?你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？第15页/共45页结构与性质的关系：结构与性质的关系：SiOSiO2 2的立体网状结构的立体网状结构物理性质：熔点高，硬度大的固体物理性质：熔点高，硬度大的固体不溶于水，纯净的不溶于水，纯净的SiOSiO2 2晶体无色透明晶体无色透明化学性质：很稳定（化学性质化学性质：很稳定（化学性质很不活泼）很不活泼）第16页/共45页可见Si、O个数比为SiO21：2SiO第17页/共45页 实验室盛装Na
5、OH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。第18页/共45页（1）、具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性与强碱反应生成盐和水与强碱反应生成盐和水 SiO SiO2 2 2NaOH=2NaOH=NaNa2 2SiOSiO3 3 HH2 2OO 硅酸钠硅酸钠与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧化物反应生成盐（有粘性，其溶液俗称水玻璃有粘性，其溶液俗称水玻璃）高温高温高温高温SiOSiO2 2 CaO CaO CaSiOCaSiO3 3SiO2 +H2O第19页/共45页（2）与氢氟酸反应（特性）SiO2
6、+4HF=SiF4 +2H2O（特性）你知道吗？如何在玻璃上雕刻?这门工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？与其它酸不反应（H2SO4、HNO3、HCl）HFHF能腐蚀玻璃能腐蚀玻璃.因此，盛装因此，盛装氢氟酸氢氟酸不能用玻不能用玻璃试剂瓶而要用璃试剂瓶而要用塑料瓶塑料瓶。第20页/共45页(3)弱氧化性弱氧化性工业上用此反应制备粗硅，这就是工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户从沙滩到用户”！高温高温电炉电炉第21页/共45页二、硅酸(H2SiO3)实验4-1:向Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸。现象结论方程式 滴入酚酞溶液呈红色，Na2SiO3溶液呈碱性,问题研究1：怎样由
7、石英(SiO2)制取硅酸？NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3（胶体）（胶体）问题研究1：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？硅酸难溶于水滴入盐酸红色变浅接近消失，溶液呈胶状 第22页/共45页生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。硅胶的用途：干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），催化剂的载体。H2SiO3=H2O+SiO2加热第23页/共45页 已知硅酸酸性比碳酸弱,请你描述将CO2通入到饱和的Na2SiO3溶液中产生的现象并写出有关化学反应方
8、程式。问题研究2：现象：生成白色胶状沉淀。方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3Na2SiO3+2H2O+2CO2=H2SiO3 +2NaHCO3反应原理：强酸制弱酸第24页/共45页1、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液练一练练一练C第25页/共45页2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 氢氧化钠溶液练一练练一练B第26页/共45页3、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英,有关反应的离子方程式为 .取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸
9、反应,若产生气体,说明样品中有石灰石,若仍有不溶物,说明样品中有石英。CaCOCaCO3 3+2H+2H+=Ca=Ca2+2+CO+CO2 2+H+H2 2O O练一练练一练第27页/共45页课堂小结作业：完成有关反应方程式。第28页/共45页预习了解预习了解:硅的重要化合物对硅的重要化合物对人类文明的贡献人类文明的贡献-玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷1.1.课本课本P80 1,3,4,5,10P80 1,3,4,5,10 2.2.硅这一家子硅这一家子作业作业:第29页/共45页中国瓷器中国瓷器第30页/共45页三、三、硅酸盐硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定。硅酸钠（Na2SiO
10、3),其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。第31页/共45页实验实验4-24-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防制备木材防火剂的原料火剂的原料第32页/共45页2、硅酸盐组成表示硅酸钠（Na2SiO3)镁橄榄石（Mg2SiO4）钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2ONa2O SiO22MgO SiO2CaO Al2O3 3SiO23H2O第33页/共45页 K2O3Al2O36S
11、iO22H2OK(Al3Si3O10)(OH)2第34页/共45页传统无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃阅读教材78-793、硅酸盐产品 陶瓷 玻璃 水泥3、硅酸盐产品 陶瓷 玻璃 水泥第35页/共45页生产原料：黏土生产原料：黏土（Al2O32SiO22H2O）生产设备：陶瓷窑生产设备：陶瓷窑生产过程：混合生产过程：混合-成型成型-干燥干燥-烧结烧结-冷却冷却主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型绝缘、易成型陶陶 瓷瓷第36页/共45页生产原料：纯碱、石灰石、石英生产原料：纯碱、石灰石、石英 （Na2CO3、CaCO3、SiO2）生产设备：
12、玻璃窑生产设备：玻璃窑反应原理：反应原理：主要成分：主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2高温SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 高温玻 璃 第37页/共45页有色玻璃钢化玻璃加入了不同的金属氧化物加入了不同的金属氧化物普通玻璃加热接近熔化普通玻璃加热接近熔化再急速冷却再急速冷却玻璃第38页/共45页生产原料：石灰石、黏土生产原料：石灰石、黏土 （CaCO3、Al2O32SiO22H2O）生产设备：水泥回转窑生产设备：水泥回转窑主要成分：主要成分：3CaOSiO2 2CaOSiO2 3CaOAl2O3水水 泥泥第39页/共45页
13、具有特殊功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质 1、碳化硅（、碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。砂轮的磨料。2、硅硅 钢钢（铁合金）（铁合金）导磁性良导磁性良好，用作好，用作变压器铁变压器铁芯芯第40页/共45页3、硅橡胶、硅橡胶4、分子筛、分子筛第41页/共45页新型无机非金属材料：新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等图图4-104-10生物陶瓷制成生物陶瓷制成的的人造骨人造骨第42页/共45页硅酸盐无机非金属材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料陶瓷玻璃水泥高温结构陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷第43页/共45页作业完成课后练习题第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页